中国矿业大学2008-2009学年《岩土钻掘工程学》（试卷A）（考试时间：100分钟考试方式：闭卷）学院班级姓名学号一、填空题(每空1分，25×1分=25分)1、钻进的基本程序是、、。
2、钻探质量的六项内容包括、钻孔弯曲、、、和封孔。
3、钻孔冲洗介质的功用有、、和。
4、成井工艺过程包括、下管、、、和。
5、钢粒钻进时投砂方法有、、。
6、高压旋喷注浆法对冒浆的处理中，减少冒浆的措施有、适当缩小喷嘴口径、。
7、油气井根据工作的性质可分为探井和，其中探井又可分为、和。
二、名词解释(每题3分，5×3分=15分)1、自磨式钻头2、泥浆触变性3、复杂地层4、钢粒钻进5、封孔三、简答题(每题5分，6×5分=30分)1、岩石可钻性测定方法有哪些?2、简述孕镶金刚石钻头的胎体磨耗和金刚石磨耗的三种状态。
3、简述采取岩矿心时对岩矿心质量的要求。
4、对滤水管性能有哪些要求?滤水管的类型有哪些?5、试述灌注桩中断桩的处理措施。
6、分析下图是何循环方式，在图中标出循环液流动方向，并简述其循环工作流程。
四、论述题(每题10分，3×10分=30分)1、叙述地质因素如何影响钻孔弯曲。
2、叙述硬质合金钻进井底碎岩过程，以及硬质合金钻头切削具的镶焊角度与适应地层情况。
3、写出灌注桩施工工艺流程，并叙述灌桩工序中灌注混凝土的具体过程。
（第三题6题图）参考答案一、填空题(每空1分，25×1分=25分)1、破碎孔底岩石、提取岩芯和岩粉、加固孔壁2、岩矿芯采取、简易水文测量、孔深校正、原始报表3、冷却钻头、清洗孔底、保护孔壁、润滑钻具4、破壁换浆与探井、填砾、止水、洗井、试抽（或抽水试验）5、一次投砂法、结合投砂法（分批投砂法）、连续投砂法6、提高喷射压力、加快提升和旋转速度7、生产井、普查井、预探井、详探井二、名词解释(每题3分，5×3分=15分)1、自磨式钻头：为了克服磨锐式钻头在钻进中不断被磨钝而钻速下降的问题，特别选用了小端面的切削刃（薄片或针状），使其在钻进中磨损后与岩石的接触面积保持一定而不变（即不会变钝）。
2、泥浆触变性：泥浆静止时内部的网状结构会稠化成胶状物质，当再进行搅拌或振荡时，又会恢复其原有的流动性的性质。
3、复杂地层：由于地质构造的运动，地下水的溶蚀、冲刷以及由于岩石本身的特点而使其稳定性和完整性遭受破坏的地层。
如破碎、坍塌、掉块、漏水、涌水、空洞、砾石、流砂、钻孔扩径和缩径等地层。
4、钢粒钻进：用未镶有切削具的钻头钢体压住不与钻头钢体镶在一起、呈自由状态、尺寸不大的钢粒，并带动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进方法。
5、封孔：钻孔终孔后，为了封闭和隔离含水层而进行的止水工作。
三、简答题(每题5分，6×5分=30分)1、岩石可钻性测定方法有哪些?答案要点：按机械钻速分级（实钻法分级）；摆球硬度分级法；压入硬度分级法；微钻法；普氏系数分级法；凿碎比功法。
2、简述孕镶金刚石钻头的胎体磨耗和金刚石磨耗的三种状态。
答案要点：a、二者相应的地磨耗，且胎体的磨耗略微超前于金刚石磨耗，钻头能自锐，此时金刚石在旋转方向的背后有蝌蚪状的胎体支撑，手摸有粗糙感。
b、胎体磨耗过快使金刚石过早脱落或破裂，说明岩石的研磨性强而胎体则不耐磨，使钻探成本提高。
c、胎体磨耗过慢，致使金刚石不出刃。
钻进过程中钻头出现“打滑”现象，即不进尺。
3、简述采取岩矿心时对岩矿心质量的要求。
答案要点：1）岩矿心的采取率；岩心≥65%，矿心≥75%；2）完整性；3）纯洁性；4）避免选择性磨损。
4、对滤水管性能有哪些要求?滤水管的类型有哪些?答案要点：对滤水管的要求：1）有最大的进水面积；2）足够大的机械强度；3）耐腐蚀能力；4）滤水挡砂能力；5）成本低，安装方便。
滤水管的类型：骨架式滤水管、缠丝滤水管、包网滤水管、砾石滤水管、贴砾滤水管。
5、试述灌注桩中断桩的处理措施。
答案要点：1）断桩处位置较深，弯矩小，且断处以上已灌注混凝土时：先打一探孔，探明断桩位置；再打一孔，标高低于断处，用高压输水管插入任一孔中，冲洗出断桩处的泥、砂。
然后，将压浆管插入任一口并封死孔口，注浆，另一孔出浆后，慢慢提升压浆管将整个孔填满浆。
2）当断桩处深，弯矩大，且断处以上已灌注混凝土时：与上不同的是，两孔要开大些，并插进小钢轨或钢筋束，再按上述方法压浆填满。
3）断桩处浅，而断桩处已停止灌砼。
打入钢护筒，排水清渣，对桩头凿除清理，再浇注砼达到桩顶设计标高。
最后，断桩不能有效处理，考虑在其旁边补桩。
6、分析下图是何循环方式，在图中标出循环液流动方向，并简述其循环工作流程。
答案要点：循环液流动方向见图上；孔底反循环：此法上半部分为正循环，下半部分通过一喷反接头，形成反循环。
流程：水泵——›钻杆——›喷反接头—›孔底——›钻头——›钻杆—›喷反接头—›钻杆——›回水管——›泥浆池。
四、论述题(每题10分，3×10分=30分)1、叙述地质因素如何影响钻孔弯曲。
答案要点：1）岩石的各向异性：受外力作用，岩石各方向表现出不同的力学性质；表现为垂直层理方向的硬度小于顺着层理方向的硬度，故钻进中，垂直层理方向的钻速就大于顺着层理方向的钻速；钻孔顶角和方位角有趋向于垂直岩层层面方向。
2）岩层遇层角的影响：遇层角—钻孔的轴线与岩层层面之间小于90。
的夹角d。
←钻进时，软岩—› 硬岩，a. d<15°~20°，顺层溜；b. d >30°，顶层进。
↑硬岩——› 软岩：钻孔同时向硬岩层方向弯曲，层理倾角越大，弯曲越明显。
→软岩——› 硬岩——› 软岩，且硬岩厚度小；钻孔顶角有回原的趋势。
3）松散、溶洞地层：钻具自重作用下，钻孔极易下垂。
2、叙述硬质合金钻进井底碎岩过程，以及硬质合金钻头切削具的镶焊角度与适应地层情况。
答案要点：切削具所受的两个作用力：轴向压力P y和水平回转力P x。
塑性岩石的碎岩过程：①钻头上切削具切入岩石的必要条件：切削具与岩石接触面上的单位压力必须大于（或最小等于）岩石的抗压入强度，即P y³S0*s；②当切削具切入岩石并作回转运动时，切削具在水平力（切削力） P x作用下压迫其前面的岩石发生塑性变形，并不断地向自由面划移，此过程称为回转切削过程。
③塑性岩石在钻头的切削具的切入和回转切削两过程的作用下发生碎岩过程。
脆性岩石的碎岩过程：?切入过程：切削具以轴向压力P y向下压入脆性岩石，条件仍是P y³S0*s，此时，岩石发生脆性剪切，碎裂的岩石向自由面崩出，产生剪切体；? 回转切削过程：切削具在轴向力P y作用下切入岩石h0后在水平力P x的作用下，则发生水平剪切的过程，将刃前的岩石abo剪切掉。
切削具的刃角和镶焊角：f—镶焊角；a—切削角；b—刃角；e—后角。
1）镶焊角f和切削角a ：f=0， a=90，直镶，镶焊方便，最常用，用于各种岩层；f >0， a < 90，正斜镶，适于软岩；f< 0， a > 90，负斜镶，适于硬岩。
2）刃角b ：反映切入岩石难易程度和抗磨、抗崩能力；b 越小，切入越易，抗磨、抗崩能力越差，适于软岩；b 越大，切入越难，抗磨、抗崩能力越强，适于硬岩。
3）后角e ：影响切削具回转钻进时其后面与岩石表面的接触和磨损的程度。
在工作中必须有一定的后角，才能使切削具后面与岩石表面不接触或少接触以减少磨损。
4）切削角a= b + e ：相应的反映镶焊角f的大小，应根据所钻岩石而选定。
一般地，钻进软岩， a应选小些；脆性及中硬岩中，切削具被磨钝是主要矛盾，宜采用直镶式或f =-10。
的负斜镶式。
3、写出灌注桩施工工艺流程，并叙述灌桩工序中灌注混凝土的具体过程。
答案要点：钻孔灌注桩的工艺流程：整场地—® 桩位放样—® 埋护筒—® 钻机就位—® 钻进—®清孔—® 下钢筋笼—® 下灌浆导管—® 二次清孔—® 灌混凝土入孔—® 混凝土养护—® 验桩。
混凝土浇注前必须清孔；下钢筋笼；下灌浆导管；灌注混凝土：为保证初灌砼的质量，开始灌注时注意隔水；提升导管；拆除导管；控制灌注标高；拔出护筒。
（注意展开论述方能得全分中国矿业大学2008-2009学年《岩土钻掘工程学》（试卷B）（考试时间：100分钟考试方式：闭卷）学院班级姓名学号1、岩土钻掘施工设备的发展趋势、、。
2、岩石可钻性测定方法有、、、、、。
3、钻探中常用的冲洗介质有、、、。
4、成井工艺中下管的方法有、、、、。
5、水井成井工艺中填砾的方法有、、、。
6、油、气井按工作的性质可分为探井和；其中探井又可分为、、详探井。
二、名词解释(每题3分，5×3分=15分)1、岩石可钻性2、岩石的自然安息角3、压裂碎岩4、钻孔弯曲5、成井工艺三、简答题(共5题，每题6分，共30分)1、如何钻探提高劳动生产率？2、简述油、气井的建井过程。
3、描述泥浆塑性流型流变情况。
4、分析下图是何种循环方式，在图中标出循环液流动方向并简述其循环工作原理。
5、简述岩石中爆破作用的基本原理。
四、论述题(共3题，每题10分)1、叙述孕镶金钢石钻头唇面钝化—锐化过程，以及胎体性能与地层的适应性原理。
2、分析冲击回转钻进的碎岩机理，并说明冲击回转钻进效率高的原因。
3、叙述投砂方法及其投砂操作步骤。
（三题4小题图）参考答案一、填空题(每空1分，25×1分=25分)1、小型轻便化、大型多功能化、特殊专用化2、实钻法（或机械钻速法）、摆球硬度分级法、压入硬度分级法、微钻法、普氏系数分级法、凿碎比功法3、清水、泥浆、乳化液、空气（泡沫）4、提吊下管法、浮板下管法、托盘下管法、二次下管法、综合下管法5、静水填砾法、注水填砾法、抽水填砾法、深井-钻杆泵入法6、生产井、普查井、预探井二、名词解释(每题3分，5×3分=15分)1、岩石可钻性：钻进过程中岩石抵抗破碎的强度。
表示岩石破碎的难易性。
2、岩石的自然安息角：颗粒间缺乏凝聚力的松散性岩石，堆放时能保持其外形，由于颗粒的自重和颗粒之间摩擦力的作用而不坍塌，此时其斜面与水平面所夹之角。
3、压裂碎岩：由钢粒的碾压作用而产生的疲劳碎岩方式。
4、钻孔弯曲：钻孔偏离设计的曲线，称钻孔弯曲或孔斜；钻孔弯曲度是衡量钻孔弯曲的程度。
5、成井工艺：安装井内装置的工作，下管成井，以取得抽水资料，为开采地下水提供依据或保证供水井的开采使用寿命。
三、简答题(共5题，每题6分，共30分)1、如何钻探提高劳动生产率？答案要点：1）加强组织领导工作，采用合理的劳动组织和分工。
2）提高纯钻进时间的进尺： j选择合适的钻进规程；k使用小口径钻进；l根据岩石破碎的机理和岩层的性质，大力推广使用新型钻头。
